浅析调整流化床锅炉一次风和二次风风量的重要性

陶天峰(安徽华谊化工有限公司 安徽合肥238312)

0 前言

进入流化床锅炉炉膛的风主要分为一次风、二次风、播煤风、密封风、输煤风和返料风，流化床锅炉运行中后4项风的流量基本是固定的，且后4项风之和占总量的5%～7%，一次风和二次风的风量占总风量的93%以上，因此,对一次风和二次风的调整进行分析研究很有必要。

1 一次风调整的因素

一次风在流化床锅炉运行中主要作用是保证床料处于良好的流化状态，同时为燃料燃烧提供部分氧气。一次风从炉膛的底部经布风板进入炉膛密相区，与二次风分段进入炉膛是为了在密相区内造成缺氧燃烧形成还原性气氛，降低热力型NOx的生成量，可控制燃料型NOx的生成量，同时决定着密相区的燃烧份额。正常操作过程中，一次风风量不能低于运行中所需的最低流化风量。最低流化风量在冷态启炉试验时确定。在实际操作中，流化风量应在最低流化风量的基础上留一定的调整余量。实际操作中发现，一次风的调整主要与煤的颗粒度及分布、床层温度、料层压差与风室静压、炉膛压差等因素有关。

1.1 煤的颗粒度

在实际操作中发现，给煤对燃烧和脱硫效率都受粒度及分布的影响，较合理煤粒度应控制在0～10 mm，煤粒分布影响着锅炉的负荷稳定并影响着一次风流化调整。当一次风运行量一定时，煤粒分布较细，更多的细小煤颗粒被吹入稀相区，使密相区的相对燃烧量减少，循环倍率增加，床层温度降低，稀相区的燃烧份额增加。反之，煤粒较粗，吹入稀相区的煤粒相对减少，使密相区的燃烧份额增加，稀相区的燃烧份额降低，床层的温度升高，循环量降低。在正常的操作中，可分析进煤粒径及分布或观察出渣的粒度来调整一次风风量。粒度分布偏粗，适当增加一次风量，避免出现密相区床层温度高于设计负荷温度而造成结焦；粒度及分布偏细，则反之，避免温度过低熄灭。

1.2 床层温度

不同的负荷对应的床层密相区温度不同，对一次风风量的要求也不一样。密相区温度大多控制在800～1 000 ℃范围内，温度太高，不利于燃烧脱硫。若温度超过灰的变形温度，则易产生高温结焦现象；温度过低，对煤粒着火和燃烧不利。采用石灰石进行炉内脱硫的锅炉，床层温度最好控制在830～930 ℃范围内，选用这一床层温度是常用石灰石脱硫剂的最佳反应温度，同时，温度低于800 ℃，N2O明显增加，温度超过900 ℃ ，NxO明显增加；结合脱硫最佳温度，选择将锅炉炉膛控制在850～900 ℃。密相区温度高于900 ℃时，稀相区温度和主蒸汽温度降低，可增加一次风风量，增大稀相区的燃烧份额。若密相区温度低于820 ℃，稀相区温度和主蒸汽温度升高，则反之。

1.3 料层差压与风室静压

对于流化床，料层差压控制一般要求在7 000～9 000 Pa，对应的风室静压一般在7 500～9 000 Pa。料层差压和风室静压可以通过调节炉底冷渣机排渣量和一次风风量共同调整的方法调节。根据不同运行负荷对应的流化风量设定的料层差压上限和下限分别作为排放底料的依据。一般在负荷低的情况下，尽可能降低一次风风量，增加放渣量，降低料层压差和略降低风室静压来维持低负荷的稳定，防止密相区温度过低和床层吹破导致系统的波动。负荷高时，增加一次风风量和减少放渣量，适当增大床层差压和略提高风室静压，即增加密相区的热容量，为高负荷燃料煤提供稳定的燃点，稳定系统的温度。

1.4 炉膛差压

炉膛差压控制是建立在炉膛顶部负压稳定基础上，作为返料量的量化参考。炉膛差压一般控制在500～1 500 Pa。调整依据主要是煤粒度的分布情况，如煤粒分布偏细，进入稀相区的细粒相对增加，需降低一次流化风量，增加密相区燃烧份额，减少稀相区燃烧份额。相对于设计燃料煤粒度及分布偏细，炉膛差压控制在正常控制范围的高数值区，一般在900～1 300 Pa。反之，则增加一次风风量，维持炉膛差压在700～1 100 Pa。

2 二次风调整的因素

二次风风口的位置很重要，设在密相区上部灰浓度较大之处，可将较多的炭粒和物料吹入炉膛上部的稀相区，增大稀相区的燃烧份额，既补充燃烧所需要的氧气，又起到扰动作用。调整二次风风量主要依据是烟气中含氧量和返料器温度。

2.1 烟气含氧量

通常以过热器后烟气中含氧量为准，一般控制在3%～5%(体积分数)。如果含氧量过高，说明二次风风量过大，会增加锅炉的排烟热损失；反之，如果含氧量过小则二次风风量过小，又会引起燃烧不充分，增加化学和机械不完全燃烧损失。

2.2 返料器温度

采用水冷套式高温分离器的循环流化床锅炉，一般要求返料温度低于床层温度40～70 ℃，保证锅炉燃烧温度。二次风风量小，密相区燃烧不充分，使未燃尽的炭颗粒进入返料系统中，出现二次燃烧，导致返料器温度升高，易出现返料器结焦。返料温度升高，密相区产生的热量不能被循环物料有效带出，导致床层温度过高，易出现结焦，同时，也会出现系统难以增加负荷情况。

3 结语

综上所述，一次风与二次风在调整时是相互关连的，只是分不同位置进入流化床燃烧室，起的不同作用而已。当进入流化床燃烧室燃料煤颗粒及分布偏细时，需减小一次风风量，床层温度会升高，料层压差降低和风室静压略低，炉膛压差降低，系统总风量减少，返料系统温度升高，尾气含氧量降低，二次风风量需增大；当进入流化床燃烧室煤颗粒及分布偏粗时，需增大一次风风量，床层温度会降低，料层压差需增加和风室静压需略提高，炉膛压差增加，系统总风量增加，返料系统温度降低，尾气含氧量升高，二次风风量需降低。深入理解一次风和二次风的作用及对系统调节产生的影响，既可稳定系统操作，又可对外来因素产生影响，起到及时排查、调节和控制的作用。